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Lancement de New Horizons et début de la mission

Dossier - New Horizons : 11 kg de plutonium pour comprendre Pluton
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La sonde New Horizons est la première mission du programme d'exploration planétaire New Frontiers de la Nasa, avec Juno (lancée en 2011) et Osiris-Rex (en développement, pour un lancement prévu en 2016). Elle est chargée de fournir la première reconnaissance scientifique du système Pluton-Charon, avec les quatre autres satellites découverts depuis.

  
DossiersNew Horizons : 11 kg de plutonium pour comprendre Pluton
 

Lancée en 2006, la sonde New Horizons a été propulsée par le lanceur Atlas V-551. Après un survol de Jupiter en 2007, la sonde a ensuite été régulièrement mise en hibernation entre 2007 et fin 2014.

La sonde New Horizons a été lancée le 19 janvier 2006. Cette date n'est pas le fait du hasard du calendrier. Elle tombe dans la fenêtre de tir autorisant un passage à proximité de Jupiter, qui ne s'étendait que du 11 janvier au 2 février 2006. La sonde, ainsi, n'effectuait une trajectoire directe vers Pluton mais bénéficiait de l'assistance gravitationnelle de Jupiter, qui lui faisait gagner environ 4 km/s, soit deux années de voyage.

Cette rapidité a été privilégiée, car Pluton est actuellement en train de s'éloigner du Soleil et son atmosphère risque de se solidifier rapidement sous l'effet du froid et de se déposer en surface, en rendant toute analyse ultérieure impossible et masquant la topographie de la planète.

LancementArrivée
11 au 27 janvier 2006 14 juillet 2015
28 janvier 200615 août 2015
29 au 31 janvier 200614 juillet 2015
1 au 2 février 200611 juillet 2017
3 au 8 février 2006 10 juillet 2018
9 au 12 février 20067 janvier 2019
13 au 14 février 2006 20 juillet 2020

Comme le montre ce tableau, quelques jours de retard dans le lancement aurait eu un effet considérable sur la date d'arrivée.

Le lanceur Atlas V-551

Le lanceur Atlas V-551, avec ses 5 boosters et son deuxième étage à un seul moteur. © Nasa

L'Atlas V est un lanceur modulaire, qui peut être utilisé selon plusieurs configurations. Le nombre de boosters varie de 0 à 5, c'est le deuxième chiffre du numéro, le premier étant le diamètre de la coiffe, en mètres. L'étage Centaur peut recevoir 1 ou 2 moteurs (c'est le troisième chiffre).

New Horizons a été lancée par une fusée Atlas-V-551, donc avec une coiffe de 5 m, 5 boosters et 1 étage Centaur. C'est la version la plus puissante qui ait volé (à plusieurs reprises), la configuration 552 n'ayant jamais été utilisée.

Une Atlas V durant son assemblage. © Nasa

L'Atlas V-551 se compose d'un étage principal de 307 tonnes dont le moteur russe RD-180 brûle un mélange de kérosène et d' liquide, fournissant 423,3 tonnes de poussée. Il est entouré de cinq accélérateurs à poudre de 40,8 tonnes chacun pour 130 tonnes de poussée. Le deuxième étage, un Centaur V1 de 22,8 tonnes, fonctionne à l'hydrogène et l'oxygène liquides. Son moteur RL-10A-4-2 assure une poussée de 10,1 tonnes.

Dans une version légèrement moins puissante (version 401, à 4 boosters ), ce lanceur, dont le taux de réussite est à ce jour de 100 %, avait déjà placé sur orbite le 12 août 2005 la sonde martienne MRO (Mars Reconnaissance Orbiter). En novembre 2011, une Atlas V-541 a expédié vers Mars le rover Opportunity et une version à 5 boosters lance la navette spatiale militaire automatique X37B.

New Horizons installé sur troisième étage, Star 48B dans l'immense coiffe du lanceur (5 m de diamètre). © Nasa

La sonde est en outre équipée d'un étage propulseur à carburant solide pour l'insertion sur sa trajectoire hyperbolique définitive. Celui-ci, un Star 48B d'une masse de 2.137 kg, fournit une poussée de 8 tonnes durant 88 secondes avant d'être abandonné. Il s'agit d'un moteur conçu par le russe Thioko, sous la dénomination d'origine TE-M-799, aussi utilisé comme accélérateur sur certaines versions de la fusée Delta.

Le décollage de l'Atlas V-551 emportant la sonde New Horizons, le 19 janvier 2006 à 19 h 00 TU, depuis Cap Canaveral. © Nasa

New Horizons, une sonde vraiment rapide

Avec une masse de seulement 478 kg et un lanceur puissant, la sonde New Horizons a acquis une vitesse jamais égalée pour un engin s'éloignant de la Terre. Sa vitesse par rapport à notre planète était de 16,26 km/s (58.536 km/h). Pour un engin interplanétaire, la vitesse qui importe est celle mesurée par rapport au Soleil. Puisque la sonde avait aussi, au départ, celle de la Terre, cette vitesse héliocentrique était de 45 km/s (162.000 km/h). Un record.

L'orbite de la Lune a été franchie en 9 heures (contre 3 jours pour les missions Apollo) et Jupiter en 13 mois (Galileo avait mis 6 ans). Sa vitesse, cependant, n'a ensuite cessé de décroître, pour atteindre 17 km/ au niveau de Jupiter. L'assistance gravitationnelle de la géante gazeuse lui a fait gagner 3,83 km/s, l'amenant à 21 km/s. Au niveau de Pluton, la vitesse héliocentrique est de 14 km/s et décroît désormais très lentement.

La sonde New Horizons n'est cependant plus l'engin humain le plus rapide. C'est actuellement Voyager 1, avec près de 16,8 km/s, mais elle avait, elle, bénéficié de quatre coups d'accélérateurs des quatre plus grosses planètes du Système planétaire. Avec la même aide, Voyager 2 vogue aujourd'hui à environ 15,4 km/s.

Survol de Jupiter

Le survol de la planète Jupiter, en février 2007, n'a pas servi qu'à accélérer la sonde. Des observations ont été menées, de la géante et de ses quatre satellites galiléens, Io, Europe, Ganimède et Callisto. New Horizons a permis de nouvelles cartographies et des études sur les phénomènes magnétiques autour de Jupiter et, notamment, les connexions avec Io, la plus proche des lunes.

Ganymède vue à 3,7 millions de kilomètres par le spectromètre Ralph/Leisa, à gauche, et par le télescope Lorri, au milieu. À droite, addition des deux images. © Nasa

La sonde New Horizons en hibernation

Entre Jupiter et Pluton, donc entre 2007 et fin 2014, New Horizons a dormi 18 fois. La sonde a en effet régulièrement été mise en hibernation, la plupart de ses instruments étant alors complètement désactivés. Sa stabilisation par rotation à raison de 5 tours/minute dans l'axe de son antenne à haut gain la maintenait dirigée vers la Terre sans nécessité d'intervention.

Tous les lundis, durant son long trajet vers Pluton, New Horizons a transmis un signal hebdomadaire destiné à renseigner sur son état de santé. Une tonalité codée en vert sur les écrans de contrôle si tout allait bien, ou dans l'une des sept tonalités rouge en cas de problème exigeant l'intervention à distance d'une équipe d'ingénieurs.